JP2000106682A - 波長選択光クロス接続 - Google Patents
波長選択光クロス接続Info
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 波長の選択性および複雑性に関する問題を解
消し、通信ネットワークの速度および帯域幅の向上に対
する要求を満足させる光スイッチを提供する。 【解決手段】 光ルータ部分３４０と、光結合器部分３
４１と、光ルータ部分および光結合器部分を相互接続す
る光ファイバとを含む。光ルータ部分は複数の入力光カ
プラ３２０を含み、各入力光カプラは光スイッチの対応
する入力ポートに関連付けられている。同様に、光結合
器部分は複数の出力光カプラを含み、各出力光カプラは
光スイッチの対応する出力ポートに関連付けられてい
る。各入力光カプラは、相互接続光ファイバ上のその関
連するファイバ格子３３０と共に用いて、入力ポートを
介して受信した信号を分配し、一方、各出力光カプラ
は、その関連するファイバ格子と共に用いて、信号を組
み合わせてスイッチの出力ポートに供給する。
消し、通信ネットワークの速度および帯域幅の向上に対
する要求を満足させる光スイッチを提供する。 【解決手段】 光ルータ部分３４０と、光結合器部分３
４１と、光ルータ部分および光結合器部分を相互接続す
る光ファイバとを含む。光ルータ部分は複数の入力光カ
プラ３２０を含み、各入力光カプラは光スイッチの対応
する入力ポートに関連付けられている。同様に、光結合
器部分は複数の出力光カプラを含み、各出力光カプラは
光スイッチの対応する出力ポートに関連付けられてい
る。各入力光カプラは、相互接続光ファイバ上のその関
連するファイバ格子３３０と共に用いて、入力ポートを
介して受信した信号を分配し、一方、各出力光カプラ
は、その関連するファイバ格子と共に用いて、信号を組
み合わせてスイッチの出力ポートに供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、光波通信
ネットワークに関し、更に特定すれば、多波長光信号を
ルーティングするための光クロス接続装置に関する。
ネットワークに関し、更に特定すれば、多波長光信号を
ルーティングするための光クロス接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】光
ファイバは、一般に、光伝送に関して速度および帯域幅
の利点があるために、通信ネットワーク用の伝送媒体と
して好まれる。波長分割多重（ＷＤＭ）は、波長の異な
る多くの光信号を組み合わせて、単一の光ファイバで伝
送を行うものであり、光伝送の用途における速度および
帯域幅の向上に対する要求の増大に応じるために用いら
れている。
ファイバは、一般に、光伝送に関して速度および帯域幅
の利点があるために、通信ネットワーク用の伝送媒体と
して好まれる。波長分割多重（ＷＤＭ）は、波長の異な
る多くの光信号を組み合わせて、単一の光ファイバで伝
送を行うものであり、光伝送の用途における速度および
帯域幅の向上に対する要求の増大に応じるために用いら
れている。
【０００３】ＷＤＭを用いるもののような通信ネットワ
ークでは、個々の光信号を異なる宛先に選択的にルーテ
ィングすることが必要な場合がある。周知のように、通
信ネットワーク内の相互接続ノードを介して選択的に信
号をルーティングするために必要なコンポーネントは、
高容量マトリクスまたはクロス接続・スイッチである。
現在、光通信ネットワークで用いられるほとんどのクロ
ス接続・スイッチは、手動式か、または、多数の光−電
変換および電−光変換を必要とする電子式である。しか
しながら、光形態の情報伝送に関して速度および帯域幅
の利点があることを理由に、ＷＤＭを基本とする光ネッ
トワークのための好適な解決法として、全光学式ネット
ワーク・エレメントが出現している。更に、全光学式ネ
ットワーク・エレメントは、光学層で帯域幅を管理する
（例えば波長毎に）ための柔軟性を提供するために必要
とされる。
ークでは、個々の光信号を異なる宛先に選択的にルーテ
ィングすることが必要な場合がある。周知のように、通
信ネットワーク内の相互接続ノードを介して選択的に信
号をルーティングするために必要なコンポーネントは、
高容量マトリクスまたはクロス接続・スイッチである。
現在、光通信ネットワークで用いられるほとんどのクロ
ス接続・スイッチは、手動式か、または、多数の光−電
変換および電−光変換を必要とする電子式である。しか
しながら、光形態の情報伝送に関して速度および帯域幅
の利点があることを理由に、ＷＤＭを基本とする光ネッ
トワークのための好適な解決法として、全光学式ネット
ワーク・エレメントが出現している。更に、全光学式ネ
ットワーク・エレメントは、光学層で帯域幅を管理する
（例えば波長毎に）ための柔軟性を提供するために必要
とされる。
【０００４】全光学式クロス接続およびスイッチを開発
するための努力は行われているが、これらの努力は、速
度および帯域幅の向上に対する要求の更なる増大に追い
ついていない。例えば、クロス接続装置のあるもので
は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）・スイッチ・ア
レイをファイバ増幅器と組み合わせて、従来のシステム
の速度および損失の問題に対処することが考えられてい
る。ニオブ酸リチウム・スイッチ・アレイは、高速スイ
ッチング機能を提供し、ファイバ増幅器はＬｉＮｂＯ3
の高損失特性を補償することができるが、これらの種類
のクロス接続は、帯域幅を効果的に管理するために必要
な波長選択性を提供しない。別の種類の光学クロス接続
装置では、波長変更素子を用いて、共通の宛先に従って
波長チャネルを並べ替える。すなわち、多波長光信号を
波長の異なる個別の光信号に分波し、異なる波長の各々
に対応する別の層の空間スイッチ機構を用いて、この個
別の光信号を切り替える。分波器および別の層のスイッ
チ機構を用いることの結果として、この種類のクロス接
続装置はコストが高くなり、実施するのに複雑な装置の
構成に帰する。同様に、多数段のスイッチ機構を用いた
他の種類の光クロス接続装置も、コストが高く、実施す
るのに複雑さを要することが知られている。
するための努力は行われているが、これらの努力は、速
度および帯域幅の向上に対する要求の更なる増大に追い
ついていない。例えば、クロス接続装置のあるもので
は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）・スイッチ・ア
レイをファイバ増幅器と組み合わせて、従来のシステム
の速度および損失の問題に対処することが考えられてい
る。ニオブ酸リチウム・スイッチ・アレイは、高速スイ
ッチング機能を提供し、ファイバ増幅器はＬｉＮｂＯ3
の高損失特性を補償することができるが、これらの種類
のクロス接続は、帯域幅を効果的に管理するために必要
な波長選択性を提供しない。別の種類の光学クロス接続
装置では、波長変更素子を用いて、共通の宛先に従って
波長チャネルを並べ替える。すなわち、多波長光信号を
波長の異なる個別の光信号に分波し、異なる波長の各々
に対応する別の層の空間スイッチ機構を用いて、この個
別の光信号を切り替える。分波器および別の層のスイッ
チ機構を用いることの結果として、この種類のクロス接
続装置はコストが高くなり、実施するのに複雑な装置の
構成に帰する。同様に、多数段のスイッチ機構を用いた
他の種類の光クロス接続装置も、コストが高く、実施す
るのに複雑さを要することが知られている。
【０００５】本発明の原理に従って、従来のクロス接続
・システムにおける波長の選択性および複雑性に関する
問題をほぼ解消し、通信ネットワークにおける速度およ
び帯域幅の向上に対して増大している要求を満足させる
ことができる。本発明の光スイッチは、スイッチの入力
ポートで受信した多波長光信号を分配するための光ルー
タ部分と、スイッチの出力ポートに多波長信号を供給す
るための光結合器部分と、光ルータ部分および光結合器
部分を相互接続する光ファイバとを含む。相互接続光フ
ァイバの選択されたものは、ファイバ格子等の波長選択
素子を含み、これは、スイッチの入力ポートのいずれか
から出力ポートのいずれかに対して特定波長の選択され
たチャネルを経路決定可能とするように、多波長光信号
内の個々のチャネルを送信または反射させることができ
る。
・システムにおける波長の選択性および複雑性に関する
問題をほぼ解消し、通信ネットワークにおける速度およ
び帯域幅の向上に対して増大している要求を満足させる
ことができる。本発明の光スイッチは、スイッチの入力
ポートで受信した多波長光信号を分配するための光ルー
タ部分と、スイッチの出力ポートに多波長信号を供給す
るための光結合器部分と、光ルータ部分および光結合器
部分を相互接続する光ファイバとを含む。相互接続光フ
ァイバの選択されたものは、ファイバ格子等の波長選択
素子を含み、これは、スイッチの入力ポートのいずれか
から出力ポートのいずれかに対して特定波長の選択され
たチャネルを経路決定可能とするように、多波長光信号
内の個々のチャネルを送信または反射させることができ
る。
【０００６】１つの例示的な実施形態では、光ルータ部
分は複数の入力光カプラを含み、各入力光カプラは光ス
イッチの対応する入力ポートに関連付けられている。同
様に、光結合器部分は複数の出力光カプラを含み、各出
力光カプラは光スイッチの対応する出力ポートに関連付
けられている。各入力光カプラは、相互接続光ファイバ
上のその関連するファイバ格子と共に用いて、入力ポー
トを介して受信した信号を分配し、一方、各出力光カプ
ラは、その関連するファイバ格子と共に用いて、信号を
組み合わせてスイッチの出力ポートに供給する。ファイ
バ格子の送信動作モードおよび反射動作モードを制御す
ることで、ファイバ格子によって、波長毎に、多波長光
信号の個々のチャネルの切り替えを容易にすることがで
きる。
分は複数の入力光カプラを含み、各入力光カプラは光ス
イッチの対応する入力ポートに関連付けられている。同
様に、光結合器部分は複数の出力光カプラを含み、各出
力光カプラは光スイッチの対応する出力ポートに関連付
けられている。各入力光カプラは、相互接続光ファイバ
上のその関連するファイバ格子と共に用いて、入力ポー
トを介して受信した信号を分配し、一方、各出力光カプ
ラは、その関連するファイバ格子と共に用いて、信号を
組み合わせてスイッチの出力ポートに供給する。ファイ
バ格子の送信動作モードおよび反射動作モードを制御す
ることで、ファイバ格子によって、波長毎に、多波長光
信号の個々のチャネルの切り替えを容易にすることがで
きる。
【０００７】本発明の原理に従った光スイッチは、光−
電変換および電−光変換を必要とせず、その結果、光形
態に関してのみの情報伝送に関する速度および帯域幅の
利点を実現可能である。更に、同調可能ファイバ格子を
用いてスイッチング機能を容易にすることにより、光ス
イッチは、例えば波長毎に光学層で帯域幅を最適に管理
するために必要な波長選択性を有する。また、本発明の
原理に従った光スイッチは、合波器／分波器のような追
加の素子または多段スイッチ機構を必要とする従来の装
置に比べ、コストが低く、かつ複雑性も低い。
電変換および電−光変換を必要とせず、その結果、光形
態に関してのみの情報伝送に関する速度および帯域幅の
利点を実現可能である。更に、同調可能ファイバ格子を
用いてスイッチング機能を容易にすることにより、光ス
イッチは、例えば波長毎に光学層で帯域幅を最適に管理
するために必要な波長選択性を有する。また、本発明の
原理に従った光スイッチは、合波器／分波器のような追
加の素子または多段スイッチ機構を必要とする従来の装
置に比べ、コストが低く、かつ複雑性も低い。
【０００８】
【発明の実施の形態】同様の要素は同様に表示される図
面と共に以下の詳細な記載について考慮することによ
り、本発明の原理に関してのより完全なる理解が達せら
れるであろう。
面と共に以下の詳細な記載について考慮することによ
り、本発明の原理に関してのより完全なる理解が達せら
れるであろう。
【０００９】図１は、本発明の原理に従った２×２光ス
イッチ１００の例示的な実施形態を示し、これは、波長
分割多重（ＷＤＭ）光信号のような多波長光信号の個々
のチャネルを切り替えることができる。図１に示す例で
は、多波長信号Ｉ1 およびＩ2 は、
イッチ１００の例示的な実施形態を示し、これは、波長
分割多重（ＷＤＭ）光信号のような多波長光信号の個々
のチャネルを切り替えることができる。図１に示す例で
は、多波長信号Ｉ1 およびＩ2 は、
【数１】 によって表され、各々はＮ個の個々のチャネルから成
り、個々のチャネルの各々はＮ個の波長のうちの１つに
関連している。しかしながら、この構成は例示を意味す
るに過ぎないことを注記しておく。例えば、多波長信号
Ｉ1 およびＩ2 の個々のチャネルに、異なる波長を割り
当てることができる。
り、個々のチャネルの各々はＮ個の波長のうちの１つに
関連している。しかしながら、この構成は例示を意味す
るに過ぎないことを注記しておく。例えば、多波長信号
Ｉ1 およびＩ2 の個々のチャネルに、異なる波長を割り
当てることができる。
【００１０】光スイッチ１００は、光ルータ部分１５０
および光結合器部分１５１を備える。光ルータ部分１５
０は、指向性光伝達デバイス１０１および１０２を含
み、多波長光入力信号Ｉ1 およびＩ2 を分配する。光結
合器部分１５１は、指向性光伝達デバイス１０３および
１０４を含み、多波長光信号を組み合わせて、出力信号
Ｏ1 およびＯ2 として出力する。更に具体的には、指向
性光伝達デバイス１０１および１０２は、それぞれ、入
力光ファイバ１０６および１０７を介して、多波長光入
力信号Ｉ1 およびＩ2 を受信する。同様に、指向性光伝
達デバイス１０３および１０４は、それぞれ出力光ファ
イバ１０８および１０９に結合されており、それぞれ多
波長光出力信号Ｏ1 およびＯ2 を供給する。指向性光伝
達デバイス１０１ないし１０４は、当分野において周知
の光サーキュレータまたは、指向性を持って光エネルギ
を伝達または結合することができる他の任意の公知のデ
バイスを含み得る。説明の簡略化のために、これより後
は、光サーキュレータ１０１ないし１０４について言及
する。
および光結合器部分１５１を備える。光ルータ部分１５
０は、指向性光伝達デバイス１０１および１０２を含
み、多波長光入力信号Ｉ1 およびＩ2 を分配する。光結
合器部分１５１は、指向性光伝達デバイス１０３および
１０４を含み、多波長光信号を組み合わせて、出力信号
Ｏ1 およびＯ2 として出力する。更に具体的には、指向
性光伝達デバイス１０１および１０２は、それぞれ、入
力光ファイバ１０６および１０７を介して、多波長光入
力信号Ｉ1 およびＩ2 を受信する。同様に、指向性光伝
達デバイス１０３および１０４は、それぞれ出力光ファ
イバ１０８および１０９に結合されており、それぞれ多
波長光出力信号Ｏ1 およびＯ2 を供給する。指向性光伝
達デバイス１０１ないし１０４は、当分野において周知
の光サーキュレータまたは、指向性を持って光エネルギ
を伝達または結合することができる他の任意の公知のデ
バイスを含み得る。説明の簡略化のために、これより後
は、光サーキュレータ１０１ないし１０４について言及
する。
【００１１】光サーキュレータ１０１ないし１０４は、
相互接続光ファイバ１２５ないし１２８を介して相互に
結合されている。光ファイバ１２５および１２６は波長
選択光ファイバであり、内部に波長選択素子１０５が配
置されている。波長選択素子１０５は、当分野において
周知の調節可能ファイバ・ブラッグ格子、または、任意
の他の公知の波長選択フィルタを含み得る。説明の簡略
化のために、これより後は、ファイバ格子１０５につい
て言及する。図示のように、光ファイバ１２５はファイ
バ格子１０５Ａを含み、一方、光ファイバ１２６はファ
イバ格子１０５Ｂを含む。図示のように、光サーキュレ
ータ１０１のポート１１０は、波長選択光ファイバ１２
５を介した直列経路上の光サーキュレータ１０３のポー
ト１１５に結合されている。光サーキュレータ１０１の
ポート１１１は、光ファイバ１２７を介した交差経路上
の光サーキュレータ１０４のポート１１８に結合されて
いる。同様に、光サーキュレータ１０２のポート１１３
は、波長選択光ファイバ１２６を介した直列経路上の光
サーキュレータ１０４のポート１１７に結合されてい
る。また、光サーキュレータ１０２のポート１１２は、
光ファイバ１２８を介した交差経路上の光サーキュレー
タ１０３のポート１１６に結合されている。
相互接続光ファイバ１２５ないし１２８を介して相互に
結合されている。光ファイバ１２５および１２６は波長
選択光ファイバであり、内部に波長選択素子１０５が配
置されている。波長選択素子１０５は、当分野において
周知の調節可能ファイバ・ブラッグ格子、または、任意
の他の公知の波長選択フィルタを含み得る。説明の簡略
化のために、これより後は、ファイバ格子１０５につい
て言及する。図示のように、光ファイバ１２５はファイ
バ格子１０５Ａを含み、一方、光ファイバ１２６はファ
イバ格子１０５Ｂを含む。図示のように、光サーキュレ
ータ１０１のポート１１０は、波長選択光ファイバ１２
５を介した直列経路上の光サーキュレータ１０３のポー
ト１１５に結合されている。光サーキュレータ１０１の
ポート１１１は、光ファイバ１２７を介した交差経路上
の光サーキュレータ１０４のポート１１８に結合されて
いる。同様に、光サーキュレータ１０２のポート１１３
は、波長選択光ファイバ１２６を介した直列経路上の光
サーキュレータ１０４のポート１１７に結合されてい
る。また、光サーキュレータ１０２のポート１１２は、
光ファイバ１２８を介した交差経路上の光サーキュレー
タ１０３のポート１１６に結合されている。
【００１２】従来の光スイッチングおよびクロス接続・
システムとは対照的に、本発明の原理に従った光スイッ
チ１００は、調節可能ファイバ格子を用いて、波長選択
スイッチング機能を容易にする。特に、多波長光入力信
号Ｉ1 およびＩ2 から、いかなる特定波長の光チャネル
も反射または送信するように、ファイバ格子１０５を調
節することができる。一例では、ファイバ格子１０５を
調節して、またはその他の方法でプログラムすること
で、光スイッチ１００の入力から出力へとルーティング
する各特定波長毎に少なくとも１つのファイバ格子１０
５を使用するようにする。ファイバ格子１０５は、帯域
反射フィルタまたは帯域通過フィルタのいずれかとして
動作することができる。帯域反射フィルタとしては、フ
ァイバ格子１０５は、多波長光信号内のいずれかの特定
の波長または複数の波長を反射させるために使用可能で
ある。これに対して、帯域通過フィルタとしては、ファ
イバ格子１０５は、いずれかの特定の波長または複数の
波長を通過させるために使用可能である。
システムとは対照的に、本発明の原理に従った光スイッ
チ１００は、調節可能ファイバ格子を用いて、波長選択
スイッチング機能を容易にする。特に、多波長光入力信
号Ｉ1 およびＩ2 から、いかなる特定波長の光チャネル
も反射または送信するように、ファイバ格子１０５を調
節することができる。一例では、ファイバ格子１０５を
調節して、またはその他の方法でプログラムすること
で、光スイッチ１００の入力から出力へとルーティング
する各特定波長毎に少なくとも１つのファイバ格子１０
５を使用するようにする。ファイバ格子１０５は、帯域
反射フィルタまたは帯域通過フィルタのいずれかとして
動作することができる。帯域反射フィルタとしては、フ
ァイバ格子１０５は、多波長光信号内のいずれかの特定
の波長または複数の波長を反射させるために使用可能で
ある。これに対して、帯域通過フィルタとしては、ファ
イバ格子１０５は、いずれかの特定の波長または複数の
波長を通過させるために使用可能である。
【００１３】構成技法または他の調節／プログラミング
技法を用いてファイバ格子を適合させるための方法は、
周知である。ここに記載する実施形態では、ファイバ格
子１０５は、ファイバ経路に接続するか、ファイバ上に
直接エッチングするか、または他の公知の方法により組
み込むことができる。波長選択コンポーネントとしての
ファイバ格子の使用に関する更なる背景情報について
は、例えば、１９９７年、カリフォルニア州Ｓａｎ Ｊ
ｏｓｅ、Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｗｅｓｔ ９７、ＳＰＩＥ
Ｖｏｌ．２９９８、Ｎｏ．１２、Ｈｕｂｎｅｒ等の
「Ｓｔｒｏｎｇ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇｓ ｉｎ Ｎ
ｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ Ｌｏｗ ＬｏｓｓＰｌａｎ
ａｒ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ ａｓ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｂ
ｌｏｃｋｓ ｆｏｒ ＷＤＭ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｍｐｏ
ｎｅｎｔｓ（ＷＤＭネットワーク・コンポーネント用の
構成要素としての非活性化低損失プレーナ型導波路にお
ける強力なブラッグ格子）」を参照されたい。
技法を用いてファイバ格子を適合させるための方法は、
周知である。ここに記載する実施形態では、ファイバ格
子１０５は、ファイバ経路に接続するか、ファイバ上に
直接エッチングするか、または他の公知の方法により組
み込むことができる。波長選択コンポーネントとしての
ファイバ格子の使用に関する更なる背景情報について
は、例えば、１９９７年、カリフォルニア州Ｓａｎ Ｊ
ｏｓｅ、Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｗｅｓｔ ９７、ＳＰＩＥ
Ｖｏｌ．２９９８、Ｎｏ．１２、Ｈｕｂｎｅｒ等の
「Ｓｔｒｏｎｇ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇｓ ｉｎ Ｎ
ｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ Ｌｏｗ ＬｏｓｓＰｌａｎ
ａｒ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ ａｓ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｂ
ｌｏｃｋｓ ｆｏｒ ＷＤＭ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｍｐｏ
ｎｅｎｔｓ（ＷＤＭネットワーク・コンポーネント用の
構成要素としての非活性化低損失プレーナ型導波路にお
ける強力なブラッグ格子）」を参照されたい。
【００１４】動作において、光スイッチ１００は、波長
選択追加／除去原理を用いて、従来のクロス・バー・ス
イッチに等価なスイッチング機能を実行する。更に具体
的には、各々が特定の波長を有する個別のチャネルを含
む多波長光信号を、入力Ｉ1として、光ファイバ１０６
から光サーキュレータ１０１に供給する。光サーキュレ
ータ１０１は、多波長光信号を、光サーキュレータ１０
１のポート１１０を介して、波長選択経路１２５上に送
信する。ファイバ格子１０５Ａの送信帯域内にある波長
を有する個々のチャネルは、光サーキュレータ１０３の
ポート１１５に「スルー（通し）」接続として送信さ
れ、多波長光信号Ｏ1 の一部として供給される。この
「スルー」経路決定は、クロス・バー・スイッチのバー
状態の機能的な等価物であろう。ファイバ格子１０５Ａ
の反射帯域内にある波長を有する波長チャネルは、反射
されて、光サーキュレータ１０１のポート１１１に戻
る。次いで、これらのチャネルは、光サーキュレータ１
０１のポート１１１から、交差光ファイバ１２７を介し
て光サーキュレータ１０４のポート１１８に経路決定さ
れ、多波長出力信号Ｏ2 の一部として供給される。要す
るに、ファイバ格子１０５Ａを用いて、クロス・バー・
スイッチのクロス状態で信号をクロス接続するのと同じ
方法でこれらの反射されたチャネルをクロス接続するの
に役立てる。光サーキュレータ１０２に入来する光信号
Ｉ2 にも、同じ動作原理が適用されるが、簡潔さのため
にここでは繰り返さない。
選択追加／除去原理を用いて、従来のクロス・バー・ス
イッチに等価なスイッチング機能を実行する。更に具体
的には、各々が特定の波長を有する個別のチャネルを含
む多波長光信号を、入力Ｉ1として、光ファイバ１０６
から光サーキュレータ１０１に供給する。光サーキュレ
ータ１０１は、多波長光信号を、光サーキュレータ１０
１のポート１１０を介して、波長選択経路１２５上に送
信する。ファイバ格子１０５Ａの送信帯域内にある波長
を有する個々のチャネルは、光サーキュレータ１０３の
ポート１１５に「スルー（通し）」接続として送信さ
れ、多波長光信号Ｏ1 の一部として供給される。この
「スルー」経路決定は、クロス・バー・スイッチのバー
状態の機能的な等価物であろう。ファイバ格子１０５Ａ
の反射帯域内にある波長を有する波長チャネルは、反射
されて、光サーキュレータ１０１のポート１１１に戻
る。次いで、これらのチャネルは、光サーキュレータ１
０１のポート１１１から、交差光ファイバ１２７を介し
て光サーキュレータ１０４のポート１１８に経路決定さ
れ、多波長出力信号Ｏ2 の一部として供給される。要す
るに、ファイバ格子１０５Ａを用いて、クロス・バー・
スイッチのクロス状態で信号をクロス接続するのと同じ
方法でこれらの反射されたチャネルをクロス接続するの
に役立てる。光サーキュレータ１０２に入来する光信号
Ｉ2 にも、同じ動作原理が適用されるが、簡潔さのため
にここでは繰り返さない。
【００１５】説明したように、ファイバ格子１０５のう
ちの選択されたものを制御して、多波長光信号内の個々
のチャネルの適切な「スルー」ルーティングおよび「ク
ロス接続」経路決定を容易に実行可能とすることが考え
られている。図１は、１つの可能な制御の実施を示し、
これによって、組になったスイッチ１２１ないし１２２
の構成を用いて、単一のコントローラ１２０によってフ
ァイバ格子１０５を制御する。すなわち、スイッチ１２
１を用いて、光ファイバ１２５を介してファイバ格子１
０５Ａおよび光ファイバ１２６を介してファイバ格子１
０５Ｂを同時に制御することができ、一方、スイッチ１
２２を用いて、光ファイバ１２５を介して別のファイバ
格子１０５Ａおよび光ファイバ１２６からの別のファイ
バ格子１０５Ｂを同時に制御することができる等であ
る。多波長光信号Ｉ1 およびＩ2 の双方においてチャネ
ルに同一の波長を用い得る例では、この制御方法を有利
に用いて、各光ファイバで搬送される対応する波長チャ
ネルを同期して切り替え、同一の光ファイバ内で同一の
波長を有するいかなる２つのチャネル間の干渉も回避す
ることが保証される。
ちの選択されたものを制御して、多波長光信号内の個々
のチャネルの適切な「スルー」ルーティングおよび「ク
ロス接続」経路決定を容易に実行可能とすることが考え
られている。図１は、１つの可能な制御の実施を示し、
これによって、組になったスイッチ１２１ないし１２２
の構成を用いて、単一のコントローラ１２０によってフ
ァイバ格子１０５を制御する。すなわち、スイッチ１２
１を用いて、光ファイバ１２５を介してファイバ格子１
０５Ａおよび光ファイバ１２６を介してファイバ格子１
０５Ｂを同時に制御することができ、一方、スイッチ１
２２を用いて、光ファイバ１２５を介して別のファイバ
格子１０５Ａおよび光ファイバ１２６からの別のファイ
バ格子１０５Ｂを同時に制御することができる等であ
る。多波長光信号Ｉ1 およびＩ2 の双方においてチャネ
ルに同一の波長を用い得る例では、この制御方法を有利
に用いて、各光ファイバで搬送される対応する波長チャ
ネルを同期して切り替え、同一の光ファイバ内で同一の
波長を有するいかなる２つのチャネル間の干渉も回避す
ることが保証される。
【００１６】ファイバ格子１０５の動作を制御するため
の他の公知の制御装置は、当業者には明らかであり、ま
た、本発明の教示によって意図されている。例えば、調
節可能ファイバ格子１０５は個別に取り扱われ、次いで
適宜、制御され得る（すなわち、個別に制御可能とす
る）。適切な制御処置は、当業者に周知の教示を用い
て、各ファイバ格子を個別に調節する（またはプログラ
ムする）か、または、その送信動作状態と反射動作状態
との間で個別かつ選択的に切り替える（例えば、オン／
オフ作用を達成する）ことを含み得る。従って、ファイ
バ格子のためのこれらおよび他の周知の制御技法は、本
発明の教示によって意図されている。
の他の公知の制御装置は、当業者には明らかであり、ま
た、本発明の教示によって意図されている。例えば、調
節可能ファイバ格子１０５は個別に取り扱われ、次いで
適宜、制御され得る（すなわち、個別に制御可能とす
る）。適切な制御処置は、当業者に周知の教示を用い
て、各ファイバ格子を個別に調節する（またはプログラ
ムする）か、または、その送信動作状態と反射動作状態
との間で個別かつ選択的に切り替える（例えば、オン／
オフ作用を達成する）ことを含み得る。従って、ファイ
バ格子のためのこれらおよび他の周知の制御技法は、本
発明の教示によって意図されている。
【００１７】要するに、光ルータ部分１５０と光結合器
部分１５１との間の相互接続光ファイバ１２５ないし１
２８に沿って配置されたファイバ格子１０５は、波長毎
のスイッチング機能を容易にする。更に具体的には、多
波長光信号の個々のチャネルのルーティングは、ファイ
バ格子１０５が送信モード（すなわち、特定波長のチャ
ネルがグレーティングを介して送信される）にあるか、
または反射モード（すなわち、特定波長のチャネルが反
射されて戻される）にあるかに基づいて、相互接続光フ
ァイバ１２５ないし１２８に沿って制御される。
部分１５１との間の相互接続光ファイバ１２５ないし１
２８に沿って配置されたファイバ格子１０５は、波長毎
のスイッチング機能を容易にする。更に具体的には、多
波長光信号の個々のチャネルのルーティングは、ファイ
バ格子１０５が送信モード（すなわち、特定波長のチャ
ネルがグレーティングを介して送信される）にあるか、
または反射モード（すなわち、特定波長のチャネルが反
射されて戻される）にあるかに基づいて、相互接続光フ
ァイバ１２５ないし１２８に沿って制御される。
【００１８】図２Ａは、本発明の原理に従った、２×２
光スイッチ２００の別の例示的な実施形態を示す。図１
に示した実施形態と同様、光スイッチ２００は、光ルー
タ部分２７０および光結合器部分２７１を備えている。
光ルータ部分２７０は、光カプラ２０１および２０２を
含み、多波長光入力信号Ｉ1 およびＩ2 を分配する。光
結合器部分２７１は、光カプラ２０３および２０４を含
み、多波長光信号を組み合わせて、出力信号Ｏ1 および
Ｏ2 として出力する。更に具体的には、光カプラ２０１
および２０２は、それぞれ、多波長光入力信号Ｉ1 およ
びＩ2 を受信し、光カプラ２０３および２０４は、それ
ぞれ、多波長光出力信号Ｏ1 およびＯ2を供給する。光
カプラ２０１ないし２０４は、当分野では周知の、受動
スター・カプラ等の受動光カプラ、または光エネルギを
結合することができる他の任意の公知のデバイスを備え
ることができる。説明の簡略化のために、これ以後は、
スター・カプラ２０１ないし２０４に言及する。
光スイッチ２００の別の例示的な実施形態を示す。図１
に示した実施形態と同様、光スイッチ２００は、光ルー
タ部分２７０および光結合器部分２７１を備えている。
光ルータ部分２７０は、光カプラ２０１および２０２を
含み、多波長光入力信号Ｉ1 およびＩ2 を分配する。光
結合器部分２７１は、光カプラ２０３および２０４を含
み、多波長光信号を組み合わせて、出力信号Ｏ1 および
Ｏ2 として出力する。更に具体的には、光カプラ２０１
および２０２は、それぞれ、多波長光入力信号Ｉ1 およ
びＩ2 を受信し、光カプラ２０３および２０４は、それ
ぞれ、多波長光出力信号Ｏ1 およびＯ2を供給する。光
カプラ２０１ないし２０４は、当分野では周知の、受動
スター・カプラ等の受動光カプラ、または光エネルギを
結合することができる他の任意の公知のデバイスを備え
ることができる。説明の簡略化のために、これ以後は、
スター・カプラ２０１ないし２０４に言及する。
【００１９】スター・カプラ２０１ないし２０４は、相
互接続光ファイバ２０５ないし２０８を介して相互に接
続されている。光ファイバ２０５ないし２０８は、波長
選択ファイバであり、内部に波長選択エレメント２１０
が配置されている。波長選択エレメント２１０は、当分
野では周知の調節可能ファイバ・ブラグ格子または他の
任意の波長選択フィルタを含み得る。説明の簡略化のた
めに、これ以後は、ファイバ格子２１０に言及する。図
示のように、光ファイバ２０５はファイバ格子２１０Ａ
を含み、光ファイバ２０６はファイバ格子２１０Ｂを含
み、光ファイバ２０７はファイバ格子２１０Ｃを含み、
光ファイバ２０８はファイバ格子２１０Ｄを含む。図示
のように、スター・カプラ２０１は、波長選択光ファイ
バ２０５を介して直列経路上のスター・カプラ２０３に
結合されている。スター・カプラ２０１は、波長選択光
ファイバ２０６を介して交差経路上のスター・カプラ２
０４に結合されている。同様に、スター・カプラ２０２
は、波長選択ファイバ２０８を介して直列経路上のスタ
ー・カプラ２０４に結合されている。また、スター・カ
プラ２０２は、波長選択光ファイバ２０７を介して交差
経路上のスター・カプラ２０３にも結合されている。
互接続光ファイバ２０５ないし２０８を介して相互に接
続されている。光ファイバ２０５ないし２０８は、波長
選択ファイバであり、内部に波長選択エレメント２１０
が配置されている。波長選択エレメント２１０は、当分
野では周知の調節可能ファイバ・ブラグ格子または他の
任意の波長選択フィルタを含み得る。説明の簡略化のた
めに、これ以後は、ファイバ格子２１０に言及する。図
示のように、光ファイバ２０５はファイバ格子２１０Ａ
を含み、光ファイバ２０６はファイバ格子２１０Ｂを含
み、光ファイバ２０７はファイバ格子２１０Ｃを含み、
光ファイバ２０８はファイバ格子２１０Ｄを含む。図示
のように、スター・カプラ２０１は、波長選択光ファイ
バ２０５を介して直列経路上のスター・カプラ２０３に
結合されている。スター・カプラ２０１は、波長選択光
ファイバ２０６を介して交差経路上のスター・カプラ２
０４に結合されている。同様に、スター・カプラ２０２
は、波長選択ファイバ２０８を介して直列経路上のスタ
ー・カプラ２０４に結合されている。また、スター・カ
プラ２０２は、波長選択光ファイバ２０７を介して交差
経路上のスター・カプラ２０３にも結合されている。
【００２０】図２Ａに示すように、例えば、あるコンポ
ーネントに損傷を与える可能性がある光信号の後方散乱
または反射に対する保護のために、スター・カプラの選
択した入力ポートおよび出力ポートに、オプションの光
アイソレータ２２０も結合することができる。従って、
光アイソレータ２２０を用いて、望ましくない反射（例
えばカウンタ伝搬信号）による干渉を低減させることが
できる。
ーネントに損傷を与える可能性がある光信号の後方散乱
または反射に対する保護のために、スター・カプラの選
択した入力ポートおよび出力ポートに、オプションの光
アイソレータ２２０も結合することができる。従って、
光アイソレータ２２０を用いて、望ましくない反射（例
えばカウンタ伝搬信号）による干渉を低減させることが
できる。
【００２１】図２Ａの例示的な実施形態では、スター・
カプラ２０１および２０２は１×２カプラであり、これ
によって、入力として受信した光信号を全出力に同報通
信する。スター・カプラ２０３および２０４は２×１カ
プラであり、これによって、全入力を組み合わせること
で信号出力が形成される。スター・カプラの動作は周知
である。例えば、１×Ｍ光カプラは、多波長光信号のよ
うな単一の入力を、そのＭ個の出力ポート上に等しく同
報通信することが周知である。図２Ａに示す実施形態は
１×２および２×１のスター・カプラを用いるが、本発
明の原理はいかなるサイズのスター・カプラにも適用し
得ることを注記しておく。従って、ここに図示し記載し
た実施形態は、例示的なものであり、限定ではないこと
を意図するものである。例えば、以下で更に詳細に説明
するが、本発明の原理に従った基本的な２段クロス接続
・アーキテクチャを用いて、いかなるサイズのクロス接
続も実現可能であり、その場合、光ルータ部分２７０は
一方の段（信号を経路決定するための）を表し、光結合
器部分２７１は別の段（信号を組み合わせるための）を
表す。結果として、このアーキテクチャは、多段のスイ
ッチ機構を必要とする従来の装置に比べ、複雑でなく、
コストも低い。
カプラ２０１および２０２は１×２カプラであり、これ
によって、入力として受信した光信号を全出力に同報通
信する。スター・カプラ２０３および２０４は２×１カ
プラであり、これによって、全入力を組み合わせること
で信号出力が形成される。スター・カプラの動作は周知
である。例えば、１×Ｍ光カプラは、多波長光信号のよ
うな単一の入力を、そのＭ個の出力ポート上に等しく同
報通信することが周知である。図２Ａに示す実施形態は
１×２および２×１のスター・カプラを用いるが、本発
明の原理はいかなるサイズのスター・カプラにも適用し
得ることを注記しておく。従って、ここに図示し記載し
た実施形態は、例示的なものであり、限定ではないこと
を意図するものである。例えば、以下で更に詳細に説明
するが、本発明の原理に従った基本的な２段クロス接続
・アーキテクチャを用いて、いかなるサイズのクロス接
続も実現可能であり、その場合、光ルータ部分２７０は
一方の段（信号を経路決定するための）を表し、光結合
器部分２７１は別の段（信号を組み合わせるための）を
表す。結果として、このアーキテクチャは、多段のスイ
ッチ機構を必要とする従来の装置に比べ、複雑でなく、
コストも低い。
【００２２】再び図２Ａを参照すると、スター・カプラ
２０１の各出力ポートは、多波長光信号Ｉ1 全体（すな
わち全波長λ1 ないしλN ）の光エネルギの部分を搬送
し、スター・カプラ２０２の各出力ポートは、多波長光
信号Ｉ2 全体（すなわち全波長λ1 ないしλN ）の光エ
ネルギの部分を搬送する。従って、多波長光入力信号Ｉ
1 は、スター・カプラ２０１を介して、波長選択光ファ
イバ２０５および２０６双方上に同報通信され、入力信
号Ｉ2 は、スター・カプラ２０２を介して、波長選択
光ファイバ２０７および２０８双方上に同報通信され
る。
２０１の各出力ポートは、多波長光信号Ｉ1 全体（すな
わち全波長λ1 ないしλN ）の光エネルギの部分を搬送
し、スター・カプラ２０２の各出力ポートは、多波長光
信号Ｉ2 全体（すなわち全波長λ1 ないしλN ）の光エ
ネルギの部分を搬送する。従って、多波長光入力信号Ｉ
1 は、スター・カプラ２０１を介して、波長選択光ファ
イバ２０５および２０６双方上に同報通信され、入力信
号Ｉ2 は、スター・カプラ２０２を介して、波長選択
光ファイバ２０７および２０８双方上に同報通信され
る。
【００２３】多波長信号全体は対応するスター・カプラ
の全出力に同報通信されるので、スター・カプラ２０１
ないし２０４を相互接続する波長選択光ファイバの全て
に、ファイバ格子２１０が配置される。スター・カプラ
２０１ないし２０４間の相互接続光ファイバ２０５ない
し２０８において、特定波長の選択したチャネルを適宜
送信または反射することを可能とするには、各経路にフ
ァイバ格子２１０が必要である。図２Ａに示す特定の実
施形態では、ファイバ格子２１０は、多波長光信号Ｉ1
およびＩ2 からの特定波長の選択したチャネルを通過さ
せるように調節されるバンド・パス・フィルタとして動
作することができる。例えば、ファイバ格子２１０Ａ
を、選択した波長のみをスター・カプラ２０１からスタ
ー・カプラ２０３へと通過させるように調節することが
できる。同様に、ファイバ格子２１０Ｂを、他の選択し
た波長をスター・カプラ２０１から２０４へと通過させ
るように調節することができる。また、ファイバ格子２
１０Ｃおよび２１０Ｄも、それに応じて所望の選択した
波長を通過させるように調節する。
の全出力に同報通信されるので、スター・カプラ２０１
ないし２０４を相互接続する波長選択光ファイバの全て
に、ファイバ格子２１０が配置される。スター・カプラ
２０１ないし２０４間の相互接続光ファイバ２０５ない
し２０８において、特定波長の選択したチャネルを適宜
送信または反射することを可能とするには、各経路にフ
ァイバ格子２１０が必要である。図２Ａに示す特定の実
施形態では、ファイバ格子２１０は、多波長光信号Ｉ1
およびＩ2 からの特定波長の選択したチャネルを通過さ
せるように調節されるバンド・パス・フィルタとして動
作することができる。例えば、ファイバ格子２１０Ａ
を、選択した波長のみをスター・カプラ２０１からスタ
ー・カプラ２０３へと通過させるように調節することが
できる。同様に、ファイバ格子２１０Ｂを、他の選択し
た波長をスター・カプラ２０１から２０４へと通過させ
るように調節することができる。また、ファイバ格子２
１０Ｃおよび２１０Ｄも、それに応じて所望の選択した
波長を通過させるように調節する。
【００２４】動作において、光スイッチ２００は、スタ
ー・カプラを光サーキュレータとは逆に用いる点で、光
スイッチ１００（図１）とは異なる。更に具体的には、
各々が特定の波長を有する個別のチャネルを備える多波
長光信号を、光ルータ部分２７０のスター・カプラ２０
１に、入力Ｉ1 として供給する。スター・カプラ２０１
は、多波長光信号全体（すなわち、波長λ1 ないしλN
を有する全チャネル）を、波長選択光ファイバ２０５お
よび２０６上に同報通信またはルーティングする。ファ
イバ格子２１０Ａの送信帯域内にある波長を有する個々
のチャネルは、「スルー」接続として、スター・カプラ
２０３に送信される。この「スルー」ルーティングは、
クロス・バー・スイッチのバー状態の機能的な等価物で
あろう。ファイバ格子２１０Ａの反射帯域内にある波長
を有する波長チャネルは、反射されてスター・カプラ２
０１に戻される。同様に、ファイバ格子２１０Ｂの送信
帯域内にある波長を有する個々のチャネルは、波長選択
光ファイバ２０６を介してスター・カプラ２０４に送信
される。スター・カプラ２０１と２０４との間のこの交
差接続ルーティングは、クロス・バー・スイッチのクロ
ス状態の機能的な等価物であろう。ファイバ格子２１０
Ｂの反射帯域内にある波長を有するチャネルは、反射さ
れてスター・カプラ２０１に戻される。同じ動作原理
が、スター・カプラ２０２に入来する光信号Ｉ2 に適用
されるが、ここでは簡潔さのため繰り返さない。
ー・カプラを光サーキュレータとは逆に用いる点で、光
スイッチ１００（図１）とは異なる。更に具体的には、
各々が特定の波長を有する個別のチャネルを備える多波
長光信号を、光ルータ部分２７０のスター・カプラ２０
１に、入力Ｉ1 として供給する。スター・カプラ２０１
は、多波長光信号全体（すなわち、波長λ1 ないしλN
を有する全チャネル）を、波長選択光ファイバ２０５お
よび２０６上に同報通信またはルーティングする。ファ
イバ格子２１０Ａの送信帯域内にある波長を有する個々
のチャネルは、「スルー」接続として、スター・カプラ
２０３に送信される。この「スルー」ルーティングは、
クロス・バー・スイッチのバー状態の機能的な等価物で
あろう。ファイバ格子２１０Ａの反射帯域内にある波長
を有する波長チャネルは、反射されてスター・カプラ２
０１に戻される。同様に、ファイバ格子２１０Ｂの送信
帯域内にある波長を有する個々のチャネルは、波長選択
光ファイバ２０６を介してスター・カプラ２０４に送信
される。スター・カプラ２０１と２０４との間のこの交
差接続ルーティングは、クロス・バー・スイッチのクロ
ス状態の機能的な等価物であろう。ファイバ格子２１０
Ｂの反射帯域内にある波長を有するチャネルは、反射さ
れてスター・カプラ２０１に戻される。同じ動作原理
が、スター・カプラ２０２に入来する光信号Ｉ2 に適用
されるが、ここでは簡潔さのため繰り返さない。
【００２５】光結合器部分２７１では、スター・カプラ
２０３が、スター・カプラ２０１から光ファイバ２０５
を介して「スルー」経路上を経路決定された特定波長の
個々のチャネルを受信する。また、スター・カプラ２０
３は、スター・カプラ２０２から光ファイバ２０７を介
して「交差接続」経路上を経路決定された特定波長の個
々のチャネルも受信する。スター・カプラ２０３は、そ
の入力全てからの波長の異なる個々のチャネルを組み合
わせ、組み合わせた多波長光信号を出力Ｏ1 として供給
する。同じ動作原理がスター・カプラ２０４に適用され
るが、ここでは簡潔さのため繰り返さない。要するに、
出力信号Ｏ1 は、入力信号Ｉ1 からの個々のチャネル
（「スルー」チャネル）のみならず、入力信号Ｉ2 から
の個々のチャネル（「クロス接続」チャネル）も含むこ
とができる。
２０３が、スター・カプラ２０１から光ファイバ２０５
を介して「スルー」経路上を経路決定された特定波長の
個々のチャネルを受信する。また、スター・カプラ２０
３は、スター・カプラ２０２から光ファイバ２０７を介
して「交差接続」経路上を経路決定された特定波長の個
々のチャネルも受信する。スター・カプラ２０３は、そ
の入力全てからの波長の異なる個々のチャネルを組み合
わせ、組み合わせた多波長光信号を出力Ｏ1 として供給
する。同じ動作原理がスター・カプラ２０４に適用され
るが、ここでは簡潔さのため繰り返さない。要するに、
出力信号Ｏ1 は、入力信号Ｉ1 からの個々のチャネル
（「スルー」チャネル）のみならず、入力信号Ｉ2 から
の個々のチャネル（「クロス接続」チャネル）も含むこ
とができる。
【００２６】図２Ｂは、光スイッチ２００の動作の具体
例の簡略化した図を示し、多波長光信号Ｉ1 は、２つの
個別チャネル（波長λ1 およびλ2 ）を含み、多波長光
信号Ｉ2 は、２つの個別チャネル（波長λ3 およびλ
4 ）を含む。図示のように、出力信号Ｏ1 が波長チャネ
ルλ1 およびλ3 を含み、出力信号Ｏ2 が波長チャネル
λ2 およびλ4 を含むことが望ましいという状況を仮定
する。このため、ファイバ格子２１０Ａがλ1 に対して
透過性を有し、λ2 に対して反射するように、光スイッ
チ２００（図２Ａ）が構成されよう。ファイバ格子２１
０Ｂは、λ2 に対して透過性を有し、λ1 に対して反射
するであろう。同様に、ファイバ格子２１０Ｃは、λ3
に対して透過性を有し、λ4 に対して反射し、ファイバ
格子２１０Ｄは、λ4 に対して透過性を有し、λ3 に対
して反射するであろう。なお、この例では、様々な入力
信号および出力信号（例えばＩ1 、Ｉ2 、Ｏ1 、および
Ｏ2）の個々のチャネルに対する波長の割り当ては、説
明の簡略化のために各々を
例の簡略化した図を示し、多波長光信号Ｉ1 は、２つの
個別チャネル（波長λ1 およびλ2 ）を含み、多波長光
信号Ｉ2 は、２つの個別チャネル（波長λ3 およびλ
4 ）を含む。図示のように、出力信号Ｏ1 が波長チャネ
ルλ1 およびλ3 を含み、出力信号Ｏ2 が波長チャネル
λ2 およびλ4 を含むことが望ましいという状況を仮定
する。このため、ファイバ格子２１０Ａがλ1 に対して
透過性を有し、λ2 に対して反射するように、光スイッ
チ２００（図２Ａ）が構成されよう。ファイバ格子２１
０Ｂは、λ2 に対して透過性を有し、λ1 に対して反射
するであろう。同様に、ファイバ格子２１０Ｃは、λ3
に対して透過性を有し、λ4 に対して反射し、ファイバ
格子２１０Ｄは、λ4 に対して透過性を有し、λ3 に対
して反射するであろう。なお、この例では、様々な入力
信号および出力信号（例えばＩ1 、Ｉ2 、Ｏ1 、および
Ｏ2）の個々のチャネルに対する波長の割り当ては、説
明の簡略化のために各々を
【数２】 によって表すとしても、必ずしも同一ではないことを示
すことを注記しておく。
すことを注記しておく。
【００２７】前述の説明に考慮すると、ファイバ格子２
１０Ａないし２１０Ｄを光ルータ部分２７０と共に用い
て、多波長光信号内の個々の波長チャネルのルーティン
グ（例えば同報通信、分配等）を容易にする。また、同
じファイバ格子２１０Ａないし２１０Ｄを光結合器部分
２７１と共に用いて、多波長光信号内の個々の波長チャ
ネルの組み合わせ（例えば多重化、結合等）を容易にす
る。スター・カプラ２０１ないし２０４を相互接続する
波長選択光ファイバ２０５ないし２０８の各々に調節可
能ファイバ格子２１０を含ませることによって、光スイ
ッチ２００は、極めて柔軟性の高い波長選択クロス接続
機能を提供する。
１０Ａないし２１０Ｄを光ルータ部分２７０と共に用い
て、多波長光信号内の個々の波長チャネルのルーティン
グ（例えば同報通信、分配等）を容易にする。また、同
じファイバ格子２１０Ａないし２１０Ｄを光結合器部分
２７１と共に用いて、多波長光信号内の個々の波長チャ
ネルの組み合わせ（例えば多重化、結合等）を容易にす
る。スター・カプラ２０１ないし２０４を相互接続する
波長選択光ファイバ２０５ないし２０８の各々に調節可
能ファイバ格子２１０を含ませることによって、光スイ
ッチ２００は、極めて柔軟性の高い波長選択クロス接続
機能を提供する。
【００２８】本発明の別の態様によれば、図２Ａは、ス
ター・カプラ２０１ないし２０４上のあらかじめ未使用
であったポートを用いて、波長選択局所追加／除去機能
を提供することを示す。図示のように、あらかじめ未使
用であった入力ポート２５０を、スター・カプラ２０１
および２０２上で、多波長光信号に特定波長の個々のチ
ャネルを追加するために使用可能である。同様に、あら
かじめ未使用であった出力ポート２６０を、スター・カ
プラ２０３および２０４上で、多波長光信号から特定波
長を有する選択した個々のチャネルを除去するために使
用可能である。
ター・カプラ２０１ないし２０４上のあらかじめ未使用
であったポートを用いて、波長選択局所追加／除去機能
を提供することを示す。図示のように、あらかじめ未使
用であった入力ポート２５０を、スター・カプラ２０１
および２０２上で、多波長光信号に特定波長の個々のチ
ャネルを追加するために使用可能である。同様に、あら
かじめ未使用であった出力ポート２６０を、スター・カ
プラ２０３および２０４上で、多波長光信号から特定波
長を有する選択した個々のチャネルを除去するために使
用可能である。
【００２９】動作において、図２Ａに示す実施形態に従
ったスター・カプラを用いた除去機能は、ろ波して所望
の波長チャネルを除去するために、フィルタまたは他の
波長選択素子のような追加のコンポーネントを必要とす
る場合がある。例えば、多波長光信号から波長チャネル
λ1 のみを除去するためには、除去経路２６０におい
て、λ1 に対してのみ透過性を有する波長選択フィルタ
が必要となろう。また、図２Ａに示す追加／除去構成
は、例示を意図するに過ぎないことを注記しておく。そ
のため、必要に応じて、スター・カプラ２０１ないし２
０４上の利用可能なポートのいずれの組み合わせも、追
加または除去の経路のために用い得ることは、当業者に
は理解されよう。一例としてのみ示すと、スター・カプ
ラ２０１および２０２も、ポートの可用性に応じて、除
去機能に対応し得る。
ったスター・カプラを用いた除去機能は、ろ波して所望
の波長チャネルを除去するために、フィルタまたは他の
波長選択素子のような追加のコンポーネントを必要とす
る場合がある。例えば、多波長光信号から波長チャネル
λ1 のみを除去するためには、除去経路２６０におい
て、λ1 に対してのみ透過性を有する波長選択フィルタ
が必要となろう。また、図２Ａに示す追加／除去構成
は、例示を意図するに過ぎないことを注記しておく。そ
のため、必要に応じて、スター・カプラ２０１ないし２
０４上の利用可能なポートのいずれの組み合わせも、追
加または除去の経路のために用い得ることは、当業者に
は理解されよう。一例としてのみ示すと、スター・カプ
ラ２０１および２０２も、ポートの可用性に応じて、除
去機能に対応し得る。
【００３０】スター・カプラの設計の柔軟性およびファ
イバ格子の波長選択性機能を利用することによって、基
本的なスイッチ機構を変更することなく、プログラム可
能な追加／除去機能を拡張することができる。すなわ
ち、追加／除去機能は、スター・カプラの設計に後の使
用のための追加ポートを用いることができるという点で
拡張可能であり、ファイバ格子をそれに応じて調節また
はプログラムして選択した波長チャネルを除去または追
加することができるという点でプログラム可能である。
イバ格子の波長選択性機能を利用することによって、基
本的なスイッチ機構を変更することなく、プログラム可
能な追加／除去機能を拡張することができる。すなわ
ち、追加／除去機能は、スター・カプラの設計に後の使
用のための追加ポートを用いることができるという点で
拡張可能であり、ファイバ格子をそれに応じて調節また
はプログラムして選択した波長チャネルを除去または追
加することができるという点でプログラム可能である。
【００３１】図３は、Ｋ×Ｍ光クロス接続装置３００を
示す。以下に述べる異なる例に関して、ここで説明する
Ｋ×Ｍ光クロス接続装置３００には、２×２光スイッチ
２００（図２Ａ）についてこれまで記載した動作原理が
そのまま当てはまる。
示す。以下に述べる異なる例に関して、ここで説明する
Ｋ×Ｍ光クロス接続装置３００には、２×２光スイッチ
２００（図２Ａ）についてこれまで記載した動作原理が
そのまま当てはまる。
【００３２】簡潔に述べると、光クロス接続装置３００
は、各々が波長の異なる個別のチャネルを有するＫ個の
多波長光信号を入力として受信し、Ｋ個のクロス接続入
力とＭ個のクロス接続出力との間で多波長光信号の個々
のチャネルをルーティングし、Ｍ個の多波長光信号を出
力として供給する。光クロス接続装置３００は、光ルー
タ部分３４０および光結合器部分３４１を備える。光ル
ータ部分３４０は、光カプラ３１０を含み、Ｋ個のクロ
ス接続入力ポート３０５で受信した多波長光信号Ｉ1 、
Ｉ2 ないしＩK を散布する。光結合器部分３４１は、光
カプラ３２０を含み、多波長光信号を組み合わせ、これ
らを出力Ｏ1 、Ｏ2 ないしＯM として、Ｍ個のクロス接
続出力ポート３１５に供給する。ファイバ格子３３０
は、相互接続光ファイバ３２５に沿って設けられ、光ル
ータ部分３４０と光結合器部分３４１との間の多波長光
信号の個々のチャネルのルーティングを容易にする。
は、各々が波長の異なる個別のチャネルを有するＫ個の
多波長光信号を入力として受信し、Ｋ個のクロス接続入
力とＭ個のクロス接続出力との間で多波長光信号の個々
のチャネルをルーティングし、Ｍ個の多波長光信号を出
力として供給する。光クロス接続装置３００は、光ルー
タ部分３４０および光結合器部分３４１を備える。光ル
ータ部分３４０は、光カプラ３１０を含み、Ｋ個のクロ
ス接続入力ポート３０５で受信した多波長光信号Ｉ1 、
Ｉ2 ないしＩK を散布する。光結合器部分３４１は、光
カプラ３２０を含み、多波長光信号を組み合わせ、これ
らを出力Ｏ1 、Ｏ2 ないしＯM として、Ｍ個のクロス接
続出力ポート３１５に供給する。ファイバ格子３３０
は、相互接続光ファイバ３２５に沿って設けられ、光ル
ータ部分３４０と光結合器部分３４１との間の多波長光
信号の個々のチャネルのルーティングを容易にする。
【００３３】図３における図示の簡略化のために、入力
Ｉ1 、Ｉ2 およびＩK ならびに出力Ｏ1 、Ｏ2 、および
ＯM のみを示し、入力Ｉ3 ないしＩK-1 および出力Ｏ3
ないしＯM-1 は省略している。更に、各入力信号および
出力信号は、説明の簡略化のために、
Ｉ1 、Ｉ2 およびＩK ならびに出力Ｏ1 、Ｏ2 、および
ＯM のみを示し、入力Ｉ3 ないしＩK-1 および出力Ｏ3
ないしＯM-1 は省略している。更に、各入力信号および
出力信号は、説明の簡略化のために、
【数３】 によって表される同一の波長の組を含むものとして示す
が、これらは容易に異なる波長の組とすることができ
る。
が、これらは容易に異なる波長の組とすることができ
る。
【００３４】Ｋ個のクロス接続入力ポート３０５は、入
力光ファイバ３０１ないし３０３に結合されて、多波長
光入力信号Ｉ1 、Ｉ2 ないしＩK を受信する。入力光カ
プラ３１０は、ここでは１個の入力ポートおよびＭ個の
出力ポートを有する１×Ｍスター・カプラとして示し、
光ルータ部分３４０内のクロス接続入力ポート３０５の
各々に関連付られている。各入力光カプラ３１０は、そ
の単一の入力ポートからそのＭ個の出力ポートまで多波
長光信号を同報通信することができる。光クロス接続装
置３００の光結合器部分３４１では、複数のクロス接続
出力ポート３１５は、ルーティングされた多波長光信号
を搬送する出力光ファイバ３５０ないし３５２に接続さ
れる。ここではＫ個の入力ポートおよび単一の出力ポー
トを有するＫ×１スター・カプラとして示される出力光
カプラ３２０は、クロス接続出力ポート３１５の各々に
関連付けられている。各出力光カプラ３２０は、その全
入力ポートで受信した個々の波長チャネルを組み合わせ
ることができる。
力光ファイバ３０１ないし３０３に結合されて、多波長
光入力信号Ｉ1 、Ｉ2 ないしＩK を受信する。入力光カ
プラ３１０は、ここでは１個の入力ポートおよびＭ個の
出力ポートを有する１×Ｍスター・カプラとして示し、
光ルータ部分３４０内のクロス接続入力ポート３０５の
各々に関連付られている。各入力光カプラ３１０は、そ
の単一の入力ポートからそのＭ個の出力ポートまで多波
長光信号を同報通信することができる。光クロス接続装
置３００の光結合器部分３４１では、複数のクロス接続
出力ポート３１５は、ルーティングされた多波長光信号
を搬送する出力光ファイバ３５０ないし３５２に接続さ
れる。ここではＫ個の入力ポートおよび単一の出力ポー
トを有するＫ×１スター・カプラとして示される出力光
カプラ３２０は、クロス接続出力ポート３１５の各々に
関連付けられている。各出力光カプラ３２０は、その全
入力ポートで受信した個々の波長チャネルを組み合わせ
ることができる。
【００３５】入力光カプラ３１０および出力光カプラ３
２０は、相互接続波長選択光ファイバ３２５を介して相
互に結合されている。波長選択光ファイバ３２５は、調
節可能ファイバ格子等の波長選択素子３３０を含み、他
の実施形態のためにすでに説明したのと同じ方法で、多
波長光信号の個々の波長チャネルのいずれかを送信また
は反射させる。相互接続波長選択光ファイバ３２５は、
全接続スイッチ機構を提供し、これによって、いかなる
多波長光入力信号Ｉ1 、Ｉ2 ないしＩK からのＮ個の波
長チャネルのいずれも、非遮断で、クロス接続出力ポー
ト３１５のいずれかにルーティングすることができる。
２０は、相互接続波長選択光ファイバ３２５を介して相
互に結合されている。波長選択光ファイバ３２５は、調
節可能ファイバ格子等の波長選択素子３３０を含み、他
の実施形態のためにすでに説明したのと同じ方法で、多
波長光信号の個々の波長チャネルのいずれかを送信また
は反射させる。相互接続波長選択光ファイバ３２５は、
全接続スイッチ機構を提供し、これによって、いかなる
多波長光入力信号Ｉ1 、Ｉ2 ないしＩK からのＮ個の波
長チャネルのいずれも、非遮断で、クロス接続出力ポー
ト３１５のいずれかにルーティングすることができる。
【００３６】これまでの実施形態のために説明したのと
同様に、ファイバ格子３３０を、光ルータ部分３４０と
共に用いて、多波長光信号内の個々の波長チャネルの経
路決定（例えば散布、分配等）を容易にする。また、同
じファイバ格子３３０を、光結合器部分３４１と共に用
いて、多波長光信号内の個々の波長チャネルの組み合わ
せ（例えば多重化、結合等）を容易にする。光カプラ３
１０および３２０を相互接続する波長選択光ファイバ３
２５の各々に調節可能ファイバ格子３３０を含ませるこ
とによって、光クロス接続装置３００は、極めて柔軟性
の高い波長選択クロス接続機能を提供する。
同様に、ファイバ格子３３０を、光ルータ部分３４０と
共に用いて、多波長光信号内の個々の波長チャネルの経
路決定（例えば散布、分配等）を容易にする。また、同
じファイバ格子３３０を、光結合器部分３４１と共に用
いて、多波長光信号内の個々の波長チャネルの組み合わ
せ（例えば多重化、結合等）を容易にする。光カプラ３
１０および３２０を相互接続する波長選択光ファイバ３
２５の各々に調節可能ファイバ格子３３０を含ませるこ
とによって、光クロス接続装置３００は、極めて柔軟性
の高い波長選択クロス接続機能を提供する。
【００３７】Ｋ×Ｍスイッチ機構について図３に例示す
るように、光ルータ部分３４０および光結合器部分３４
１を相互接続する波長選択光ファイバ３２５はＫ・Ｍ本
あり、ここでＫはクロス接続入力ポート３０５の数を表
し、Ｍはクロス接続出力ポート３１５の数を表す。Ｋ＝
Ｍである場合、図３は、等しい数の入力ポートおよび出
力ポートを有する対称的スイッチを示す。結果として、
図３の装置に基づいた３×３クロス接続では、各入力光
カプラ３１０と各出力光カプラ３２０との間に３本の波
長選択光ファイバ３２５があり、合計で９本の波長選択
光ファイバがある。しかしながら、Ｋ＝Ｍの正方スイッ
チマトリクスであれ、Ｋ≠Ｍの非正方スイッチマトリク
スであれ、いかなるサイズのクロス接続装置も、本発明
を実現するために用い得ることを注記しておく。重要な
ことは、図３に示す実施形態が、本発明の原理に従って
基本的な２段クロス接続・アーキテクチャを用いて、い
かなるサイズのクロス接続も実現可能とする方法を例示
することであり、光ルータ部分３４０は一方の段（Ｋ個
の多波長光入力信号を受信およびルーティングするため
の）を表し、光結合器部分３４１は別の段（Ｍ個の多波
長光出力信号を組み合わせおよび供給するための）を表
す。すでに示したように、このクロス接続・アーキテク
チャは、信号を経路決定するために多段スイッチ機構を
用いる従来の装置に比べ、コストが低く、かつ複雑でな
い。
るように、光ルータ部分３４０および光結合器部分３４
１を相互接続する波長選択光ファイバ３２５はＫ・Ｍ本
あり、ここでＫはクロス接続入力ポート３０５の数を表
し、Ｍはクロス接続出力ポート３１５の数を表す。Ｋ＝
Ｍである場合、図３は、等しい数の入力ポートおよび出
力ポートを有する対称的スイッチを示す。結果として、
図３の装置に基づいた３×３クロス接続では、各入力光
カプラ３１０と各出力光カプラ３２０との間に３本の波
長選択光ファイバ３２５があり、合計で９本の波長選択
光ファイバがある。しかしながら、Ｋ＝Ｍの正方スイッ
チマトリクスであれ、Ｋ≠Ｍの非正方スイッチマトリク
スであれ、いかなるサイズのクロス接続装置も、本発明
を実現するために用い得ることを注記しておく。重要な
ことは、図３に示す実施形態が、本発明の原理に従って
基本的な２段クロス接続・アーキテクチャを用いて、い
かなるサイズのクロス接続も実現可能とする方法を例示
することであり、光ルータ部分３４０は一方の段（Ｋ個
の多波長光入力信号を受信およびルーティングするため
の）を表し、光結合器部分３４１は別の段（Ｍ個の多波
長光出力信号を組み合わせおよび供給するための）を表
す。すでに示したように、このクロス接続・アーキテク
チャは、信号を経路決定するために多段スイッチ機構を
用いる従来の装置に比べ、コストが低く、かつ複雑でな
い。
【００３８】また、クロス接続装置のサイズおよび特定
のファイバ格子設計の態様に従って、調節可能ファイバ
格子３３０の数も変動する場合がある。例えば、Ｎ個の
波長の各々に別個の調節可能ファイバ格子３３０を用い
る場合があり、または、単一の調節可能ファイバ格子３
３０を用いて、Ｎ個の波長のうち２つ以上を通過または
反射させる場合がある。加えて、波長選択光ファイバ３
２５は、例えば利得の平坦化のような他の目的のため
に、他のファイバ格子を含み得る。各調節可能ファイバ
格子３３０がＮ個の波長チャネルのうち１つに対応する
例を用いると、Ｎ個の波長チャネルを有する多波長光信
号の個々のチャネルのスイッチングを実行するのに必要
なファイバ格子３３０の数は、Ｋ・Ｍ・Ｎである。例え
ば、３×３クロス接続を用いた４波長システム、すなわ
ちＫ＝Ｍ＝３かつＮ＝４では、各入力光カプラ３１０と
各出力光カプラ３２０との間に３本の波長選択光ファイ
バ３２５があり、合計で９本の波長選択光ファイバがあ
る。各経路は、４波長の各々を反射／通過可能としなけ
ればならないので、３６個のファイバ格子が必要であ
る。この場合も、本発明の意図および範囲から逸脱する
ことなく、上述の実施形態の他の変更または変形が可能
である。
のファイバ格子設計の態様に従って、調節可能ファイバ
格子３３０の数も変動する場合がある。例えば、Ｎ個の
波長の各々に別個の調節可能ファイバ格子３３０を用い
る場合があり、または、単一の調節可能ファイバ格子３
３０を用いて、Ｎ個の波長のうち２つ以上を通過または
反射させる場合がある。加えて、波長選択光ファイバ３
２５は、例えば利得の平坦化のような他の目的のため
に、他のファイバ格子を含み得る。各調節可能ファイバ
格子３３０がＮ個の波長チャネルのうち１つに対応する
例を用いると、Ｎ個の波長チャネルを有する多波長光信
号の個々のチャネルのスイッチングを実行するのに必要
なファイバ格子３３０の数は、Ｋ・Ｍ・Ｎである。例え
ば、３×３クロス接続を用いた４波長システム、すなわ
ちＫ＝Ｍ＝３かつＮ＝４では、各入力光カプラ３１０と
各出力光カプラ３２０との間に３本の波長選択光ファイ
バ３２５があり、合計で９本の波長選択光ファイバがあ
る。各経路は、４波長の各々を反射／通過可能としなけ
ればならないので、３６個のファイバ格子が必要であ
る。この場合も、本発明の意図および範囲から逸脱する
ことなく、上述の実施形態の他の変更または変形が可能
である。
【００３９】クロス接続・スイッチ機構が大きい場合、
すなわち、Ｋ・Ｍが大きい場合は、挿入および、光カプ
ラによって信号を同報通信し組み合わせる際に生じ得る
他の損失を補償するために、増幅が必要な場合がある。
本発明の教示と共に、多くの異なる増幅法を採用し得
る。例えば、様々な半導体光増幅器および光ファイバ増
幅器を使用可能である。ファイバ増幅器、特にエルビウ
ムをドープしたファイバ増幅器の使用は、当分野では周
知であり、これを以下に説明する例において用いること
ができる。なお、エルビウムをドープしたファイバ増幅
器は、本発明において増幅を行うために特に良く適して
おり、ここに記載するが、プラセオジム、ネオジム等の
他の適切な希土類元素も用い得ることを注記しておく。
すなわち、Ｋ・Ｍが大きい場合は、挿入および、光カプ
ラによって信号を同報通信し組み合わせる際に生じ得る
他の損失を補償するために、増幅が必要な場合がある。
本発明の教示と共に、多くの異なる増幅法を採用し得
る。例えば、様々な半導体光増幅器および光ファイバ増
幅器を使用可能である。ファイバ増幅器、特にエルビウ
ムをドープしたファイバ増幅器の使用は、当分野では周
知であり、これを以下に説明する例において用いること
ができる。なお、エルビウムをドープしたファイバ増幅
器は、本発明において増幅を行うために特に良く適して
おり、ここに記載するが、プラセオジム、ネオジム等の
他の適切な希土類元素も用い得ることを注記しておく。
【００４０】本発明の原理に従って、多数の異なる構成
を用いて光ファイバ増幅を組み込むことができる。例え
ば、光ルータ部分３４０の入力光カプラ３１０の前に、
または光結合器部分３４１の出力光カプラ３２０の後
に、光ファイバ増幅器（図示せず）を配置し得る。ある
いは、１９９６年１２月３１日に出願した、我々の同時
係属中の米国出願連番第０８／７７７，８９０号に記載
したのと同様の方法で、波長選択光ファイバ３２５内
に、光ファイバ増幅器を分布させることができる。この
特許出願は、この言及により本願にも含まれるものとす
る。更に別の構成では、いずれも１９９７年８月２９日
に出願した、我々の同時係属中の米国出願連番第０８／
９２０，３９０号および０８／９２０３９１号に記載し
たように、光ファイバ増幅器（図示せず）を、波長選択
光ファイバ３２５に沿った調節可能ファイバ格子３３０
と、適切に統合しても良い。両出願は、この言及により
本願にも含まれるものとする。
を用いて光ファイバ増幅を組み込むことができる。例え
ば、光ルータ部分３４０の入力光カプラ３１０の前に、
または光結合器部分３４１の出力光カプラ３２０の後
に、光ファイバ増幅器（図示せず）を配置し得る。ある
いは、１９９６年１２月３１日に出願した、我々の同時
係属中の米国出願連番第０８／７７７，８９０号に記載
したのと同様の方法で、波長選択光ファイバ３２５内
に、光ファイバ増幅器を分布させることができる。この
特許出願は、この言及により本願にも含まれるものとす
る。更に別の構成では、いずれも１９９７年８月２９日
に出願した、我々の同時係属中の米国出願連番第０８／
９２０，３９０号および０８／９２０３９１号に記載し
たように、光ファイバ増幅器（図示せず）を、波長選択
光ファイバ３２５に沿った調節可能ファイバ格子３３０
と、適切に統合しても良い。両出願は、この言及により
本願にも含まれるものとする。
【００４１】図２および３には明示的に示さないが、フ
ァイバ格子２１０および３３０のうち選択したものをそ
れぞれ制御して、多波長光信号内の個々のチャネルの適
切な「スルー」経路決定および「クロス接続」経路決定
を容易に実行可能とすることが意図されている。従っ
て、図１のためにすでに説明した様々な制御技法を、図
２および３に示す実施形態にも等しく適用する。
ァイバ格子２１０および３３０のうち選択したものをそ
れぞれ制御して、多波長光信号内の個々のチャネルの適
切な「スルー」経路決定および「クロス接続」経路決定
を容易に実行可能とすることが意図されている。従っ
て、図１のためにすでに説明した様々な制御技法を、図
２および３に示す実施形態にも等しく適用する。
【００４２】図４Ａは、光クロス接続装置３００（図
３）の光ルータ部分３４０から入力光カプラ３１０の１
つを示す。図４Ａの構成は、本質的に、１×Ｍ波長選択
光分配器を表し、これは、Ｋ×Ｍ波長選択クロス接続装
置のための基本的な構成要素である。すでに述べたよう
に、各入力光カプラ３１０は、典型的に、受動スター・
カプラのような１×Ｍ光カプラとして構成されており、
単一の入力信号がＭ個の出力間に同報通信される。実際
には、１×Ｍスター・カプラ等の１×Ｍ光カプラは、典
型的に、Ｍ個の光カプラを共に融合させることによって
製造して、Ｍ個の入力およびＭ個の出力があるようにす
る。要するに、１×Ｍ光カプラは、実質的にはＭ×Ｍ光
カプラである。そのため、１×Ｍ光カプラは、Ｍ×Ｍカ
プラと同じ損失および近似的な実施コストを有する。し
かしながら、動作において、１×Ｍカプラの入力のうち
１つのみを用いて、入力信号を受信し、次いでこれをＭ
個の出力に同報通信する。
３）の光ルータ部分３４０から入力光カプラ３１０の１
つを示す。図４Ａの構成は、本質的に、１×Ｍ波長選択
光分配器を表し、これは、Ｋ×Ｍ波長選択クロス接続装
置のための基本的な構成要素である。すでに述べたよう
に、各入力光カプラ３１０は、典型的に、受動スター・
カプラのような１×Ｍ光カプラとして構成されており、
単一の入力信号がＭ個の出力間に同報通信される。実際
には、１×Ｍスター・カプラ等の１×Ｍ光カプラは、典
型的に、Ｍ個の光カプラを共に融合させることによって
製造して、Ｍ個の入力およびＭ個の出力があるようにす
る。要するに、１×Ｍ光カプラは、実質的にはＭ×Ｍ光
カプラである。そのため、１×Ｍ光カプラは、Ｍ×Ｍカ
プラと同じ損失および近似的な実施コストを有する。し
かしながら、動作において、１×Ｍカプラの入力のうち
１つのみを用いて、入力信号を受信し、次いでこれをＭ
個の出力に同報通信する。
【００４３】この例に基づき、図４Ａは、あらかじめ未
使用であったポートを光カプラ３１０で用いて追加の機
能を提供可能とする方法を示す。入力光ファイバ３１０
を介して多波長光信号を受信するクロス接続入力ポート
３０５に加えて、あらかじめ未使用であった入力ポート
４０１を用いて、光ファイバ増幅器（図示せず）のため
の励起光源（図示せず）から励起光を供給することがで
きる。また、別のあらかじめ未使用であった入力ポート
４０２を、多波長光信号に波長チャネルを追加するため
の局所追加ポートとして用い得る。波長選択光ファイバ
３２５を介して多波長光信号を同報通信するために用い
られる出力ポートに加えて、あらかじめ未使用であった
出力ポートも、個々の波長チャネルを除去するための局
所除去ポート４０３として、または、性能監視アプリケ
ーション等のためのアクセス・ポート４０４として用い
得る。また、オプションのアイソレータ４２０は、すで
に記載した後方反射に対する保護を必要とする用途向け
に示される。
使用であったポートを光カプラ３１０で用いて追加の機
能を提供可能とする方法を示す。入力光ファイバ３１０
を介して多波長光信号を受信するクロス接続入力ポート
３０５に加えて、あらかじめ未使用であった入力ポート
４０１を用いて、光ファイバ増幅器（図示せず）のため
の励起光源（図示せず）から励起光を供給することがで
きる。また、別のあらかじめ未使用であった入力ポート
４０２を、多波長光信号に波長チャネルを追加するため
の局所追加ポートとして用い得る。波長選択光ファイバ
３２５を介して多波長光信号を同報通信するために用い
られる出力ポートに加えて、あらかじめ未使用であった
出力ポートも、個々の波長チャネルを除去するための局
所除去ポート４０３として、または、性能監視アプリケ
ーション等のためのアクセス・ポート４０４として用い
得る。また、オプションのアイソレータ４２０は、すで
に記載した後方反射に対する保護を必要とする用途向け
に示される。
【００４４】同様に、図４Ｂは、光クロス接続装置３０
０（図３）の光結合器部分３４１から出力光カプラ３２
０の１つを示す。図４Ｂのこの構成は、本質的に、Ｋ×
１波長選択光結合器を表し、これはＫ×Ｍクロス接続装
置の他の重要な構成要素である。すでに記載したよう
に、各出力光カプラ３２０は、典型的に、受動スター・
カプラのようなＫ×１光カプラとして構成されており、
Ｋ個の入力信号を単一の出力に合成する。図示のよう
に、出力光カプラ３２０上のあらかじめ未使用であった
入力ポートおよび出力ポートを用いて、図４Ａの入力光
カプラ３１０に関してすでに述べたのと同じ方法で、追
加の機能を与えることができる。例えば、光カプラ３２
０は、局所追加ポート４０５、局所除去ポート４０６、
励起光用ポート４０７、および性能監視ポート４０８を
含み得る。
０（図３）の光結合器部分３４１から出力光カプラ３２
０の１つを示す。図４Ｂのこの構成は、本質的に、Ｋ×
１波長選択光結合器を表し、これはＫ×Ｍクロス接続装
置の他の重要な構成要素である。すでに記載したよう
に、各出力光カプラ３２０は、典型的に、受動スター・
カプラのようなＫ×１光カプラとして構成されており、
Ｋ個の入力信号を単一の出力に合成する。図示のよう
に、出力光カプラ３２０上のあらかじめ未使用であった
入力ポートおよび出力ポートを用いて、図４Ａの入力光
カプラ３１０に関してすでに述べたのと同じ方法で、追
加の機能を与えることができる。例えば、光カプラ３２
０は、局所追加ポート４０５、局所除去ポート４０６、
励起光用ポート４０７、および性能監視ポート４０８を
含み得る。
【００４５】要するに、本発明の原理に従った波長選択
光クロス接続装置は、いかなるサイズの多波長システム
（すなわちいかなる数の波長およびいかなる数の入力お
よび出力）にも対応可能であるのみならず、スイッチ機
構に大きな変更を加えることなく追加のサービス要件に
対処可能であるという点で、大きな設計上の柔軟性を有
する。すでに述べたように、クロス接続装置は、追加／
除去要求に応じて動的に適応させることができる拡張可
能な追加／除去機能にも対応する。また、クロス接続装
置は、除去および継続の用途ならびに散布の用途の双方
にも有用である。
光クロス接続装置は、いかなるサイズの多波長システム
（すなわちいかなる数の波長およびいかなる数の入力お
よび出力）にも対応可能であるのみならず、スイッチ機
構に大きな変更を加えることなく追加のサービス要件に
対処可能であるという点で、大きな設計上の柔軟性を有
する。すでに述べたように、クロス接続装置は、追加／
除去要求に応じて動的に適応させることができる拡張可
能な追加／除去機能にも対応する。また、クロス接続装
置は、除去および継続の用途ならびに散布の用途の双方
にも有用である。
【００４６】上述の特定の実施形態は、本発明の原理を
例示するに過ぎず、本発明の意図および範囲から逸脱す
ることなく当業者は様々な変更を行い得ることは理解さ
れよう。例えば、ニオブ酸リチウム、シリコン光ベン
チ、半導体システム等を含むがこれらには限定されな
い、前述の実施形態を実施するために使用可能ないくつ
かの適切な材料系があることを注記しておく。これらの
例は例示であり、限定ではないので、本発明の教示によ
り実施形態の様々な変更が考えられる。従って、本発明
の範囲は、以下の請求の範囲のみによって限定されるも
のである。
例示するに過ぎず、本発明の意図および範囲から逸脱す
ることなく当業者は様々な変更を行い得ることは理解さ
れよう。例えば、ニオブ酸リチウム、シリコン光ベン
チ、半導体システム等を含むがこれらには限定されな
い、前述の実施形態を実施するために使用可能ないくつ
かの適切な材料系があることを注記しておく。これらの
例は例示であり、限定ではないので、本発明の教示によ
り実施形態の様々な変更が考えられる。従って、本発明
の範囲は、以下の請求の範囲のみによって限定されるも
のである。
【図１】本発明の原理に従った２×２波長選択光スイッ
チの例示的な実施形態である。
チの例示的な実施形態である。
【図２Ａ】本発明の原理に従った２×２波長選択光スイ
ッチの別の例示的な実施形態である。
ッチの別の例示的な実施形態である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す２×２波長選択光スイッチの動
作の説明的な例を示す簡略化した図である。
作の説明的な例を示す簡略化した図である。
【図３】本発明の原理に従ったＫ×Ｍ波長選択光クロス
接続装置の例示的な実施形態である。
接続装置の例示的な実施形態である。
【図４Ａ】図３のＫ×Ｍ波長選択光クロス接続装置の１
×Ｍ波長選択光ルータ部分を示す。
×Ｍ波長選択光ルータ部分を示す。
【図４Ｂ】図３のＫ×Ｍ波長選択光クロス接続装置のＫ
×１波長選択光結合器部分を示す。
×１波長選択光結合器部分を示す。
フロントページの続き (72)発明者 ウェイン ハーヴィー ノクス アメリカ合衆国，07733 ニュージャーシ ィ，ホルンデル，クラウホーズ コーナー ロード 165
Claims (25)
- 【請求項１】 光スイッチであって、多波長光信号を受
信するための複数の入力ポートと、多波長光信号を前記
光スイッチからの出力として供給するための複数の出力
ポートとを含み、各多波長光信号が複数のチャネルを含
み、チャネルは特定の波長に関連付けられており、前記
光スイッチが、更に：前記複数の入力ポートに結合さ
れ、前記入力ポートからの前記多波長光信号を分配する
光ルータ部分と；前記複数の出力ポートに結合され、前
記多波長光信号を組み合わせる光結合器部分と；前記光
ルータ部分および前記光結合器部分を相互接続する複数
の光ファイバであって、該複数の光ファイバのうち選択
されたものが、前記複数のチャネルのいずれでも前記複
数の入力ポートのいずれかから前記複数の出力ポートの
いずれかに供給可能となるように前記複数のチャネルの
いずれでも通過または反射させることができる波長選択
素子を含む、前記複数の光ファイバと；を備えることを
特徴とする光スイッチ。 - 【請求項２】 請求項１による光スイッチにおいて、前
記波長選択素子がファイバ格子を含むことを特徴とする
光スイッチ。 - 【請求項３】 請求項１による光スイッチにおいて、前
記光ルータ部分が複数の入力光カプラを含み、各入力光
カプラが前記複数の入力ポートの対応する１つに関連付
けられており、前記光結合器部分が複数の出力光カプラ
を含み、各出力光カプラが前記複数の出力ポートの対応
する１つに関連付けられていることを特徴とする光スイ
ッチ。 - 【請求項４】 請求項３による光スイッチにおいて、前
記複数の入力光カプラおよび前記複数の出力光カプラが
スター・カプラを含むことを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項５】 請求項４による光スイッチにおいて、前
記複数の入力光カプラの各々が１×Ｍ光カプラであり、
前記複数の出力光カプラの各々がＫ×１光カプラであ
り、ここでＫは入力ポート数に対応する整数であり、Ｍ
は出力ポート数に対応する整数であり、各多波長光信号
がＮ個のチャネルを含み、前記Ｎ個のチャネルを有する
多波長光信号が、Ｋ×Ｍクロス接続構成において前記Ｋ
個の入力ポートと前記Ｍ個の出力ポートとの間でルーテ
ィングされることを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項６】 請求項５による光スイッチにおいて、Ｋ
＝Ｍであることを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項７】 請求項２による光スイッチであって、更
に、コマンド信号に応答し、前記ファイバ格子を選択的
に制御して前記複数のチャネルのいずれでも反射または
通過させるコントローラを備えることを特徴とする光ス
イッチ。 - 【請求項８】 請求項７による光スイッチにおいて、前
記ファイバ格子が調節可能ファイバ格子であり、前記コ
ントローラが前記ファイバ格子を選択的に調節すること
を特徴とする光スイッチ。 - 【請求項９】 請求項７による光スイッチにおいて、前
記コントローラが、送信動作状態と反射動作状態との間
で前記ファイバ格子を選択的に切り替えることを特徴と
する光スイッチ。 - 【請求項１０】 請求項７による光スイッチにおいて、
前記ファイバ格子のうち選択されたものが組になった構
成でグループとして制御されることを特徴とする光スイ
ッチ。 - 【請求項１１】 請求項７による光スイッチにおいて、
前記ファイバ格子の各々が個別に制御可能であることを
特徴とする光スイッチ。 - 【請求項１２】 請求項３による光スイッチにおいて、
前記複数の入力光カプラおよび前記複数の出力光カプラ
が、各々、特定波長の個々のチャネルを前記多波長光信
号に選択的に追加することができるあらかじめ未使用で
あったポートを含むことを特徴とする光システム。 - 【請求項１３】 請求項３による光スイッチにおいて、
前記複数の入力光カプラおよび前記複数の出力光カプラ
が、各々、特定波長の個々のチャネルを前記多波長光信
号から選択的に除去することができるあらかじめ未使用
であったポートを含むことを特徴とする光システム。 - 【請求項１４】 請求項３による光スイッチであって、
更に、前記複数の入力光カプラの各々に結合され、前記
複数の入力光カプラの前記対応する１つが受信する前記
多波長光信号を光学的に増幅する、希土類をドープした
ファイバ増幅器を備えることを特徴とする光システム。 - 【請求項１５】 請求項３による光スイッチであって、
更に、前記複数の出力光カプラの各々に結合され、前記
複数の出力光カプラの前記対応する１つが供給する前記
多波長光信号を光学的に増幅する、希土類をドープした
ファイバ増幅器を備えることを特徴とする光システム。 - 【請求項１６】 請求項３による光スイッチであって、
更に、波長選択素子を有する前記複数の光ファイバの前
記選択されたものの内部に結合された対応する希土類を
ドープしたファイバ増幅器を含み、該希土類ドープ・フ
ァイバ増幅器の各々が、前記複数の入力光カプラと前記
複数の出力光カプラとの間で前記多波長光信号を光学的
に増幅することを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項１７】 光クロス接続であって：各々が多波長
光信号を受信することができる少なくとも２つの入力指
向性光伝達デバイスであって、各多波長光信号が複数の
チャネルを含み、チャネルが特定の波長に関連付けられ
ている、前記光伝達デバイスと；各々が前記光クロス接
続からの出力として前記多波長光信号を供給することが
できる少なくとも２つの出力指向性光伝達デバイスと；
前記少なくとも２つの入力指向性光伝達デバイスおよび
前記少なくとも２つの出力指向性光伝達デバイスを相互
接続する複数の光ファイバであって、該複数の光ファイ
バのうち選択されたものが、前記複数のチャネルのいず
れでも前記少なくとも２つの入力指向性光伝達デバイス
のいずれかから前記少なくとも２つの出力指向性光伝達
デバイスのいずれかにルーティング可能となるように前
記複数のチャネルのいずれでも通過または反射させるこ
とができる少なくとも１つの波長選択素子を含む、前記
複数の光ファイバと；を備えることを特徴とする光クロ
ス接続。 - 【請求項１８】 請求項１７による光クロス接続におい
て、前記波長選択素子がファイバ格子を含むことを特徴
とする光クロス接続。 - 【請求項１９】 請求項１７による光クロス接続におい
て、前記少なくとも２つの入力指向性光伝達デバイスお
よび前記少なくとも２つの出力指向性光伝達デバイス
が、各々、光サーキュレータを含むことを特徴とする光
クロス接続。 - 【請求項２０】 請求項１７による光クロス接続におい
て、前記少なくとも２つの入力指向性光伝達デバイスお
よび前記少なくとも２つの出力指向性光伝達デバイス
が、各々、光カプラを含むことを特徴とする光クロス接
続。 - 【請求項２１】 請求項１８による光クロス接続であっ
て、更に、コマンド信号に応答し、前記ファイバ格子を
制御して前記複数のチャネルのいずれでも反射または通
過させるコントローラを備えることを特徴とする光クロ
ス接続。 - 【請求項２２】 請求項２１による光クロス接続におい
て、前記ファイバ格子が調節可能ファイバ格子であり、
前記コントローラが前記ファイバ格子を選択的に調節す
ることを特徴とする光クロス接続。 - 【請求項２３】 請求項２１による光クロス接続におい
て、前記コントローラが、送信動作状態と反射動作状態
との間で前記ファイバ格子を選択的に切り替えることを
特徴とする光クロス接続。 - 【請求項２４】 請求項２１による光クロス接続におい
て、前記ファイバ格子のうち選択されたものが組になっ
た構成でグループとして制御されることを特徴とする光
クロス接続。 - 【請求項２５】 請求項２１による光クロス接続におい
て、前記ファイバ格子の各々が個別に制御可能であるこ
とを特徴とする光クロス接続。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/123,085 US6067389A (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Wavelength-selective optical cross-connect |
| US09/123085 | 1998-07-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000106682A true JP2000106682A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=22406630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11211711A Pending JP2000106682A (ja) | 1998-07-27 | 1999-07-27 | 波長選択光クロス接続 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6067389A (ja) |
| EP (1) | EP0977454A2 (ja) |
| JP (1) | JP2000106682A (ja) |
| CA (1) | CA2273410A1 (ja) |
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| JP7485789B2 (ja) | 2020-05-11 | 2024-05-16 | 華為技術有限公司 | ポート検出方法及び装置 |
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